автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Повышение эффективности бурового одношарошечного долота

Хлус Андрей Александрович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ БУРОВОГО ОДНОШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА

Специальность 05.05.06 - «Горные машины»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 ЛЕН 2910

Екатеринбург - 2010

004618821

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» и ГОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Карнаухов Михаил Львович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Комиссаров Анатолий Павлович

кандидат технических наук Эпштейн Валерий Ефимович

Ведущая организация - ОАО НПО «Буровая техника» - ВНИИБТ

Защита диссертации состоится «27» декабря 2010 г. в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.03 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» в зале заседаний Ученого совета по адресу: 620144, г. Екатеринбург, ГСП, ул. Куйбышева, 30

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Автореферат разослан «24» ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

М. Л. Хазин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Буровые шарошечные долота - основной инструмент, с помощью которого осуществляется разрушение породы и ведется строительство скважин в горной промышленности, в геологоразведке, а также при бурении скважин в нефтяной и газовой промышленности.

Процесс углубления скважин в горных породах связан с необходимостью применения эффективных породоразрушающих долот. Усложнение условий бурения определяется повышением глубины залегания природных энергоресурсов (руда, уголь, нефть, газ) и усложнением горно-геологических условий (высокая прочность, неоднородность, слоистость и т.д. горных пород).

Бурение горизонтов, сложенных твердыми породами, является наиболее трудоемким процессом, требующим большого расхода долот и определяющим общий ресурс времени для бурения скважин в целом.

Кроме того, все больше стали применять скважины сложных профилей, в том числе с проводкой наклонно-направленных и горизонтальных участков стволов, поэтому к эффективным конструкциям породоразрушающих элементов в настоящее время интерес существенно возрос.

При бурении в породах от средней прочности до очень крепких абразивных до 70 % отказов долот происходит из-за выхода из строя части породоразрушающих зубков и разрушения корпусов шарошек.

Повышение долговечности вооружения буровых долот зависит от целого комплекса конструктивных и технологических факторов, влияющих на стойкость и надежность работы зубков и шарошек в целом. Улучшение какого-то одного фактора способно лишь частично повысить ресурс работы долота, поэтому повышение эффективности его работы возможно только с одновременным проведением комплекса взаимосвязанных исследований.

Среди опорных долот наиболее часто применяют трехшарошечные долота. Причем чем больше глубина скважины, тем чаще применяются долота опорного типа - обычно, трехшарошечные. Однако с уменьшением диаметров долот трехшарошечные долота все больше становятся проблемными, так как они имеют слабую опору шарошки, и поэтому их ресурс снижается.

Более мощные по опоре одношарошечные долота (ОД) применяются совсем в небольших объемах. Это связано с тем, что механизм бурения этими долотаМи, с одной стороны не достаточно изучен, а с другой - наблюдается консерватизм в строительстве скважин и в производстве самих долот. Многолетние работы в области конструирования шарошечных долот не привели к созданию принципиально новых моделей, которые вошли бы в серийное производство.

Таким образом, проблема повышения эффективности бурового одношаро-шечного долота является актуальной для горной, нефтяной и газовой промышленности и геологоразведки.

Г

Цель работы. Повышение эффективности бурового одношарошечного долота за счет выбора рациональных параметров и совершенствования конструкции на основе математической модели рабочего процесса.

Идея работы заключается в обосновании рациональных параметров элементов конструкции одношарошечного долота на основе исследования кинематических и динамических характеристик долота с учетом практического опыта производственной отработки долот для повышения эффективности одношаро-шечных долот.

Объект исследований: буровое одношарошечное долото.

Задачи исследования:

- аналитическая оценка и обобщение результатов теоретических, экспериментальных исследований и технических разработок в области модернизации конструкторских решений при разработке шарошечных долот;

- анализ износа элементов конструкции опорных поверхностей и вооружения ОД и проблем разрушения ими горных пород;

- исследование кинематики работы долота, расчет движения зубков шарошки долота, определение оптимального размещения зубков на шарошке;

- исследование динамики ОД, характера изменения нагрузки на зубки различных венцов шарошки ОД при взаимодействии их с породой;

- исследование процессов промывки забоя скважины и гидравлических характеристик ОД для определения рациональных способов подачи жидкости на забой;

- разработка и изготовление эффективного ОД.

Научные положения, выносимые на защиту:

- повышение степени использования вооружения долота обеспечивается равномерным разрушением сферического по форме забоя, применением усеченной шарошки и изменением угла наклона цапфы долота;

- исключение преждевременного износа и слома зубков вершинной части шарошки обеспечивается распределением зубков у основания шарошки с меньшей плотностью и их разворотом режущей поверхностью в сторону вращения долота;

- математическая модель кинематики и динамики работы вооружения позволяет оптимизировать энергозатраты на разрушение забоя по критерию совершенной работы;

- выполнение дополнительного промывочного канала способствует улучшению очистки забоя от шлама и снижает гидравлическое давление на стенки скважины во время спускоподъемных операций.

Предмет исследований: обоснование конструкционных и режимных параметров ОД.

Научная новизна результатов исследований.

1. Теоретически обоснован порядок распределения зубков на шарошке и направлений их режущих поверхностей.

2. Предложен способ равномерного перераспределения нагрузки на все зубки шарошки ОД.

3. Разработана математическая модель кинематики и динамики работы вооружения ОД при разрушении горных пород.

Практическая значимость работы: Разработана методика определения кинематических и динамических характеристик одношарошечного долота. Решена задача эффективной очистки забоя от шлама и исключен эффект «поршне-вания» при спускоподъемных операциях. На основе этой методики разработана и передана на специализированное долотное предприятие ООО «Опытный завод технических средств бурения на газ» (г. Нижние Серги) нормативная документация на изготовление модифицированной конструкции одношарошечного долота с рациональным координированным расположением вооружения по сфере шарошки, снижающая износ вооружения и увеличивающая ресурс работы долота (проходки, рейсовой и механической скорости бурения), а также с усовершенствованной системой промывки долота.

Разработанные методологические решения явились основой совершенствования элементов породоразрушающего инструмента и повышения надёжности работы шарошечного долота по среднему ресурсу на 40 %.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций определяется применением современных методов численного моделирования, адекватностью математических моделей и подтверждается результатами отработки новых долот в стендовых и промысловых условиях. Погрешность при сравнении результатов экспериментальных исследований долот с новыми конструктивными элементами с соответствующими аналитическими расчетами не превышает 5 % для основных суммарных нагрузочных характеристик всего долота.

Методы научных исследований. Системный анализ и научное обобщение результатов теоретических исследований, применение современных методов численного моделирования, изучение особенностей износа и разрушения зубков по данным бурения скважин.

Личный вклад автора заключается в постановке и реализации цели и задач исследований, сборе и обобщении материалов, построении математических и компьютерных моделей, составлении проектной и конструкторской документации, а также организации, проведении и анализе результатов всего комплекса экспериментальных исследований.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследований использованы при разработке конструкций новых эффективных ОД, подготовке технологии их производства на специализированном долотном предприятии ООО «Опытный завод технических средств бурения на газ» (г. Нижние Серги), при составлении и реализации программ отработки долот в производственных условиях.

Апробация работы: результаты и основные положения диссертационной работы докладывались: на XIV Международном научном симпозиуме им. ака-

демика М.А.Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2010 г.), на Международной конференции «East meets West 2010. SPE» (г. Краков, Польша, 2010 г.), на IV Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии для ТЭК Западной Сибири» (г. Тюмень, 2010 г.), на научно-технической конференции «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности»: Чтения памяти В.Р. Кубачека (г. Екатеринбург, 2010 г.).

Публикации: по теме диссертации опубликовано 7 научных статей, в том числе 2 в ведущих рецензируемых научных журналах.

Объем и структура работы: диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, изложенных на 84 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка, 8 таблиц, библиографический список из 71 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено обоснованию актуальности выбранной темы и общей характеристике диссертационной работы, сформулирована цель, научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе рассмотрены проблемы применения ОД. Определены преимущества конструкции одношарошечного долота перед трехшарошечными и фрезерными долотами и выявлены направления улучшения конструкций ОД. Проанализированы проблемы применения шарошечных долот и поставлены задачи исследования.

Проведен анализ конструкций шарошечных долот. Выявлены тенденции развития конструкций ОД в России и за рубежом. Исследованы конструкции применяемого вооружения при оснащении ОД, -а также рассмотрены системы промывки ОД.

На основе результатов применения ОД на производстве выявлено, что ресурс долот определяется быстрым износом и разрушением зубков у вершины шарошки, образованием «целиков» на поверхности забоя скважины. При нерациональном распределении зубков на поверхности шарошки во время прохождения высокопрочных пород возникает биение. На основании этих наблюдений сформулированы задачи исследования и основные проблемы совершенствования конструкции долота.

Во второй главе проведен анализ промысловой отработки ОД диаметром 139,7 мм. Показано, что ресурс ОД зависит от работоспособности его основных элементов: породоразрушающих зубков и подшипниковой опоры. Образование люфта в подшипнике долота связано с износом беговых дорожек на цапфе и шарошке, износом, разрушением шариков, износом опорных поверхностей скольжения цапфы и шарошки. Износ элементов подшипникового узла долота связан с длительной контактной знакопеременной нагрузкой, действующей на него при вращении шарошки. Особенно интенсивно изнашиваются элементы опорного узла при срабатывании зубков шарошки и нарушении устойчивости

работы долота, что сопровождается возникновением дополнительно ударных осевых и радиальных нагрузок.

В целом же первопричиной отказа ОД и его опоры является износ породо-разрушающих зубков, на интенсивность которого влияет конструкция долота: наклон оси вращения шарошки, равномерность распределения зубков по ее поверхности, вылет зубков, их вид и ориентация и т.д.

На рис. 1, А показана шарошка с частично изношенными зубками: зубки соответственно 1 -7 слоев изношены на '/г - '/5 высоты. Беговые дорожки на шарошке не изношены, что свидетельствует о том, что опорный узел не влиял на работу долота. Однако вокруг двух соседних зубков второго слоя наблюдаются концентрические выработки диаметром до 22 мм. Интересно, что эти зубки изношены не более других зубков этого же ряда, да и зубков соседних рядов. Штыри (зубки) по внешнему восьмому слою отсутствуют. На рис. 1, Б показана шарошка другого отработанного долота, у которого вокруг одного из зубков второго слоя на теле шарошки наблюдается гораздо более глубокая выработка диаметром 30 мм и глубиной 4-5 мм. Зубок полностью изношен. Соседние зубки данного ряда, как и на соседних рядах, тоже изношены, некоторые сколоты под корень. Имеются также следы окружности большего диаметра (с1=52 мм) на теле шарошки с центром в месте установки зубка. Тот факт, что металл тела шарошки частично «затек» в промывочный канал, свидетельствует о том, что при трении поверхности шарошки о забой возникают высокие температуры, расплавляющие сталь. Заметим, что в рассматриваемой шарошке при полностью изношенных (стертых или сколотых) зубках первых трех слоев зубки верхних слоев не все и не полностью разрушены: некоторые зубки целые, неповрежденные (таких зубков вместе со штырями 30 %), некоторые частично изношены (стерты на '/3 - '/г высоты), некоторые сколоты. В теле шарошки имеется трещина, проходящая вдоль одного из каналов, не развитая до центра шарошки. Примечательно, что при значительном разрушении зубков шарошки и наличии трещины в корпусе шарошки практически не изношены беговые дорожки шарошки и цилиндрические опорные поверхности: опора не повреждена. Как видим, провороты шарошки вокруг оси долота возможны даже при ненарушенной опоре долота и неизношенных подшипниках, то есть при отсутствии заклинивания в подшипниках качения. Такой износ вооружения и шарошки возникает вследствие неравномерности распределения зубков по поверхности сферы шарошки и расположения большего их числа у вершины шарошки, в результате чего угол наклона мгновенной оси вращения шарошки изменяется.

Все это приводит к тому, что при попадании одного из зубков указанного ряда в углубление в центре забоя при наличии неразрушенного целика рядом с центром забоя, усилие, передаваемое на зубок для его перемещения, становится недостаточным и шарошка проворачивается на данном зубке до тех пор, пока зубок не соскользнет с образовавшейся выработки. Длительное вращение шарошки на зубке обуславливает повышение интенсивности изнашивания как тела шарошки, так и ее опоры, что приводит к отказу долота.

А Б В Г Д

Рис. 1. Выработки на теле шарошки

В целом исследования отработки ОД различных типоразмеров показали, что неравномерное распределение зубков на поверхности шарошки приводит к образованию целиков на забое и очагов выработки в теле шарошки. Поэтому при разработке конструкции нового долота предусмотрено более рациональное размещение зубков и их ориентация по направлению движения и разрушения пород.

В третьей главе проведены исследования кинематики и динамики работы одношарошечного долота. Работа шарошечного долота является механическим процессом, обусловливающим ударное и сдвиговое действия зубьев вооружения шарошки, а также резание. Процессы разрушения породы для разных зубков и при разном местоположении их на забое во время движения могут быть различными. Создается сложная картина взаимодействия породоразрушающих элементов долота с горной породой. Для упрощения рассматриваются отдельно разные процессы, такие как скорость вращения, кинематика движения зубков, динамика и в целом работа долота.

Особенность кинематики одношарошечного долота состоит в том, что шарошка участвует в сложном движении: относительном движении вокруг собственной оси и переносном вращательном движении вокруг оси долота. В результате сложения двух вращательных движений в каждый момент времени шарошка совершает вращение вокруг некоторой мгновенной оси.

Кинематика и динамика одношарошечного долота изучались многими исследователями. Наиболее глубоко работа ОД изучена В.В. Булатовым, Н.Ф. Рязанцевым и JI.A. Карнауховым, A.B. Зубаревым и др. В указанных работах шарошка рассматривается как шар, контактирующий с полусферическим забоем через равномерно распределенные по его поверхности породоразрушающие элементы - зубки. При этом допускается, что со стороны забоя на шарошку действуют силы реакций в точках контакта с зубками долота, суммарная проекция которых на ось скважины равна нагрузке, передаваемой долоту при бурении, а их величины пропорциональны глубине погружения зубков в породу. Такой под-

ход достаточно обоснован и вполне отражал условия работы первых выпущенных в нашей стране ОД, которые имели относительно равномерное распределение зубков по всей сферической поверхности шарошки.

В последнее время появились конструкции новых ОД, отличающиеся формой шарошки и способом оснащения зубками. Поэтому требуется дополнение и развитие выполненных ранее исследований по кинематике и динамике долота для объяснения особенностей работы новых конструкций долот и определения рациональных режимов их применения.

Рассматривая возможные различные ситуации, возникающие при контакте зубков с породой на забое скважины во время бурения, необходимо определить положение мгновенной оси вращения шарошки: тогда возможно определить скорости движения отдельных зубков, их траектории перемещения по сферической поверхности забоя, их загруженность и условия резания породы пласта. Для определения положения мгновенной оси вращения (MOB) предлагается новый алгоритм расчета, основанный на использовании простых аналитических зависимостей, без применения интегральных вычислительных операций, как это было реализовано в ранних работах. Предлагаемый подход основан на возможности применения современных компьютерных средств с использованием итерационных схем счета.

На рис. 2 приведена расчетная схема работы шарошки ОД и определения по-

R - радиус ОД; RMi - расстояние от точки нахождения r'-го зубка до MOB; г - радиус окружности сечения шарошки, перпендикулярного оси цапфы; (р - центральный угол конуса с основанием радиуса г, а - угол наклона цапфы; у - угол наклона MOB; 0 - центральный угол; х - координата шарошки по вертикальному направлению.

Для определения работы, совершаемой зубками ОД, необходимо вычислить сумму моментов, создаваемых зубками шарошки относительно MOB, которые определяются произведением радиуса RMi на силу сопротивления резания F,:

F,. =F0-cos (2)

где RM, - радиус i -го зубка относительно MOB, м; i - номер зубка шарошки; Fa -максимальная сила для центрального зубка в точке х = 1, Н; F, - сила резания i - го зубка, Н; ф - центральный угол с основанием радиуса г.

Работа разрушения зубками шарошки ОД:

А = М- vMAt, (3) i

где (ом- мгновенная скорость вращения за время Ai, с

При этом погружение i -х зубков в поверхность забоя принято в расчетах пропорциональным cos ср,.

На рис. 3 приведены графики зависимостей работы ОД от углов наклона

Рис. 3. Графики работы разрушения зубками ОД для различных углов наклона цапфы

и положения МОВ

На рис. 4 приведена схема определения положения зубков в координатах х, у, г на поверхности шарошки в различные моменты времени; ©1 - угол смещения зубка относительно оси долота; @2 - угол смещения зубка шарошки относительно оси цапфы.

f^Z^r/l

WcT' ffY-, /\ / Л \ / . \ /пав

/

Рис. 4. Схема для определения траектории движения зубка

= (5)

где - угловая скорость вращения долота, с'1; шш- угловая скорость вращения шарошки, с'1; Аг - время проворота долота и шарошки, с.

Для зубков каждого слоя сферы шарошки соответствует собственная траектория движения. Слой шарошки определятся центральным углом А (см. рис. 3).

На рис. 5 представлены траектории движения точки находящейся на слое сферы шарошки с центральным углом А = 60°, для угла наклона цапфы а = 30°.

Рис. 5. Траектория движения точки на зубке ОД при центральном угле А= 60°: а - вид сбоку; б - вид сверху; в - пространственное изобретение траектории

Наибольший интерес представляют траектории точек, находящихся на слоях сферы в диапазоне центрального угла А от 85 до 45°. Видно, что зубок совершает сложное движение и у самой вершины сферы выводит зигзагообразную кривую.

За время движения по траектории зубок разворачивается вокруг оси скважины несколько раз и разрушение породы на отдельных участках траектории осуществляется тыльной поверхностью зубка, а не режущей, что приводит к преждевременному износу и его слому.

На рис. 6 приведена схема расчета траекторий движения зубка и изменения

у

Рис. 6. Схема определения положения режущей поверхности зубка

Вычислив координаты положения режущей поверхности и направления нормали к этой поверхности, построили схему, на которой изображено положение режущей поверхности зубка за его полный оборот (рис.7).

Рис. 7. Схема направлений нормалей рабочей поверхности зубка (вид сверху)

Выявлены слои шарошки, где зубки совершают разворот во время движения (слои примыкающие к вершине шарошки).

В третьей главе, так же рассмотрены вопросы, связанные с динамикой одно-шарошечного долота.

При рассмотрении сил, действующих на зубки шарошки (рис. 8), обычно предполагают, что нагруженность зубков пропорциональна глубине их погружения, внедрения в породу. Очевидно, максимально нагруженным является зубок, находящийся в центре забоя - в точке пересечения оси долота со сферической поверхностью забоя. Если удельную нагрузку на зубок в центре забоя обозначить через до, то удельные нагрузки на другие зубки:

Я = 1о С05<Р, (6)

где ф - центральный угол между радиусом сферы, проведенным по оси шарошки и радиусом, проведенным к точке крепления зубка на сфере; qo - нагрузка на зубок в центре забоя, Н.

Рис. 8. Схема распределения нагрузок на зубки долота

Доя определения величины qo вычислены суммарные проекции нагрузок на все зубки на вертикальную ось z. При бесконечном числе зубков величина

G= JJg-cos«9 ífe > (7)

s

где ds элементарная площадка поверхности забоя.

ds - Rd<p-R sin cp-db , где dQ - приращение угла разворота долота; d<p - приращение центрального угла; R - радиус долота, м.

24

G= jp?2-<70-cos2(p-smcp-dcp-dQ = -qQ'R2 J(cos2^-fif(cos<p)) Jú?9 = —■ x-q0R2

0 0 0 0 3

При этом после интегрирования получаем:

3 G 3 G

Ча =--

(В)

2 я^1 ' 2 я-Я

Рассмотрен случай движения долота вокруг оси скважины со скоростью пя в два раза большей скорости движения шарошки в противоположную сторону, относительно оси цапфы иш, при этом общее движение шарошки вокруг оси скважины:

<=пя-пт. (9)

Рассмотрены нагрузочные характеристики двух типов ОД: стандартного, которое выполнено с наклоном цапфы, равным 30° (долото типа I 139,7 - СЗ -АУ.000), и одношарошечного с наклоном цапфы, равным 45°. Такой наклон цапфы выбран для оценки работоспособности долота, с измененным наклоном цапфы.

Скорость движения зубка при известных конфигурациях траектории, где траектории определены в виде точек положений зубков при соответствующем развороте на определенный угол мгновенной оси шарошки:

А/

» = (Ю)

где ДI - путь, м, пройденный зубком за время А/, с.

Воздействие силы, действующей на зубок за время его движения по траектории, определено в соответствии с формулой:

„ \a-cos а - п-собО, \siri а)

где j - номер зубка в г'-м слое; Р] - нагрузка на _/-й зубок в слое Н; -максимальная нагрузка на зубок, Н; а - расстояние до слоя, на котором находится зубок, м; а - угол наклона цапфы; 02 - угол смещения шарошки; гг - радиус слоя, м; Л - единичный радиус, м. Работа разрушенияу'-м зубком:

(12)

Д/ = сош-г2-Д<, (13)

где сош - угловая скорость шарошки, с'1; гг - радиус слоя, на котором находится зубок, м; д/ - путь пройденный зубком за время дI? м.

Суммарная работа разрушения всеми зубками г-ого слоя равна:

4 = (14)

где / - номер слоя шарошки; М - количество зубков на /' -м слое. Суммарная работа всех зубков шарошки

N

л = (15)

1=1

где N - количество слоев.

На рисунках 9 и 10 ниже приведены относительные характеристики скорости и, силы, действующей на зубок, .Р и работы, А для слоев 1-5 шарошки в зависимости от угла 9 разворота долота от 0 до 360°.

Видно, что силы на отдельные зубки у вершины шарошки существенно изменяются по мере погружения зубков к центру забоя. Наиболее загружены зубки в первом слое у вершины шарошки. По мере удаления слоев от вершины шарошки к ее основанию нагрузка на зубки уменьшается.

Расчеты показывают, что в целом силы резания и работа разрушения зубками изменяются от первого к пятому слою в два раза. Анализ работы зубков с шестого по одиннадцатый слой показали, что эти зубки контактируют с забоем на всей траектории движения и их нагрузка уменьшается в три - пять раз по сравнению с нагрузкой на зубки первого слоя.

пятый, стандартного одношарошечного долота

по пятый, стандартного одношарошечного долота

Еще меньше нагрузка на зубки слоев у основания шарошки: в шесть - сто раз. Исходя из этого можно сделать вывод, что в стандартных, долотах зубки имеют совершенно разный потенциал: с существенной перегрузкой зубков, примыкающих к вершине шарошки, и недогруженных зубков у основания шарошки. Это главные особенности, которые приняты во внимание при разработке новой конструкции долота.

На внешних слоях (периферийные примыкающие к основанию шарошки) зубки осуществляют, по существу, калибровку ствола, не сильно перегружены и контактируют со стволом периодически. Их особенность состоит еще в том, что они направлены своей режущей поверхностью в сторону движения долота и по конструкции могут быть аналогичны зубкам типа Г23.

Надо отметить, что в стандартных долотах, выпускаемых в последние 20 - 30 лет, все зубки одношарошечного долота на всех слоях развернуты в противоположную сторону вращения долота, что совершенно не верно, особенно это касается зубков верхних слоев.

Очень важно заметить еще и тот факт, что та периферийная часть забоя, где начинает формироваться сфера забоя и где глубина внедрения зубка в породу составляет несколько миллиметров, (в сравнении с центральной частью забоя, где зубок погружается практически на глубину своего вылета на шарошке), на самом деле эта часть забоя разрушается зубками практически всех слоев шарошки, и поэтому происходит многократное дублирование их работы.

В четвертой главе описаны конструктивные решения, направленные на повышение эффективности бурения одношарошечными долотами. Проведен анализ взаимодействия промывочной жидкости в системе долото - забой скважины, исследованы механизмы промывки скважины при бурении и определены способы повышения эффективности очистки забоя. Проведен расчет гидравлических сопротивлений, возникающих при спуско-подъемных операциях.

Выполненные исследования по кинематике и динамике работы ОД, а также анализ промысловых отработок долот выявили основные недостатки существующих конструкций ОД. Главные ориентиры на совершенствование долота, это необходимость изменения угла наклона цапфы. Расчеты показали, что рациональным углом для долот диаметрами 139,7; 144; 161 мм является угол, равный 45°. Поэтому в предлагаемой конструкции (рис. 11) выполнено долото именно с таким наклоном цапфы. Рис. 11. ОД новой конструкции

Следующий шаг - это достижение более равномерной нагрузки на зубки долота. Предложено исключить несколько слоев зубков у вершины шарошки. При этом внесены также изменения в конструкцию самой шарошки, где ее вершинная часть выполнена по ступенчатой форме ближе к конусному виду. При этом зубки центральной части шарошки погружаются в забой в меньшей степени, чем у серийного долота.

Существенно изменена система гидравлической промывки долота. В первую очередь проведен центральный промывочный канал через цапфу долота. Он обеспечивает не только улучшение промывки забоя от шлама, путем отведения раствора со шламом за спину долота, но и снижает эффект поршневания долота при спус-

ко-подъемных операциях. При этом изменена форма промывочных каналов, исходя из необходимости равномерного расположения зубков шарошки.

Кроме того, выполнено два вместо одного канала в корпусе долота, обеспечивающих верхнюю промывку долота с разделением потока. Такое разделение ядра потока позволяет снизить реактивные усилия, действующие на долото при выходе жидкости из промывочного канала, что положительно сказывается на устойчивости работы долота. За счет увеличения площади сечения каналов снижается напор потока, соответственно снижается давление на стенки скважины и увеличивается площадь омывания шарошки.

На теле шарошки промывочные каналы направлены не по меридиональным направлениям от основания шарошки к вершине, а по спиралевидной форме, что обеспечивает не только лучшие условия промывки забоя, а главным образом возможность более равномерного распределения зубков на поверхности шарошки.

Существенным также является применение зубков с двумя режущими поверхностями. Размещение этих зубков производится с ориентацией главной режущей поверхности в сторону движения долота (а не шарошки, как в серийных долотах) по венцам шарошки.

Отработка новых конструкций ОД в стендовых и промысловых условиях показала их более эффективную работу относительно серийных ОД.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано новое решение актуальной научно-практической задачи по совершенствованию конструкций ОД для бурения скважин.

Основные выводы, научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Выполнены теоретические исследования особенностей разрушения забоя скважин зубками ОД на основе разработанной и научно обоснованной методики определения кинематических и динамических характеристик ОД, заключающейся в численном моделировании нагрузочных характеристик вооружения долота.

2. Выявлены участки у вершины шарошки, где зубки наиболее перегружены, и предложены способы перераспределения нагрузки на другие зубки шарошки путем изменения формы шарошки и применения зубков различного типа.

3. Показано, что режим разрушения сферического по форме забоя ОД при наклоне цапфы под углом, близким к 45°, более эффективен, чем у ОД с углом наклона цапфы 30°. Когда достигается режим максимальной проходки на долото, эффективность составляет 50 - 90 %.

4. Разработана новая конструкции ОД с равномерным расположением зубков на поверхности шарошки и существенным улучшением системы промывки.

5. Положения, разработки, нормативная документация и научно-практические рекомендации внедрены на ООО «Опытный завод технических средств бурения на газ». Результатом явилось снижение трудоемкости изготовления на 40 %, а экономический эффект составляет 3 тыс. руб. на изготовление одного долота.

Основные научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в Перечень ВАК:

1. Долгушин В.В., Кулябин Г.А., Хлус A.A. Моделирование работы долота на разрушаемом забое//Известия вузов. Нефть и газ. 2008. № 2. С. 23-29.

2. Хлус A.A., Симисинов Д.И., Карнаухов M.JI.. Совершенствование конструкций шарошечных долот для бурения глубоких скважин//Известия вузов. Горный журнал. 2010. № 4. С. 81-84.

Статьи, опубликованные в других изданиях:

3. Карнаухов M.JL, Хлус A.A., Анашкина А.Е. Расчет положения мгновенной оси вращения шарошки//Сборник трудов кафедры РЭГМ. Тюмень: ТюмГНГУ,

2009. С. 156-160.

4. Карнаухов М.Л., Хлус A.A., Анашкина А.Е. Система промывки в одноша-рошечных долотах//Сборник трудов кафедры РЭГМ. Тюмень: ТюмГНГУ, 2009. С. 149-155.

5. Анашкина А.Е., Хлус A.A. Породоразрушающие зубки одношарошечных долот//Сборник трудов кафедры РЭГМ. Тюмень: ТюмГНГУ, 2009. С. 133-139.

6. Хлус A.A. Применение одношарошечных долот для бурения горизонтальных, наклоннонаправленых скважин и зарезки боковых стволов//Сборник трудов XIV Международного научного симпозиума имени академика М.А.Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр». Томск,

2010. С. 495-501.

7. Хлус A.A., Симисинов Д.И., Анашкина А.Е. Повышение ресурса одношарошечных долот для бурения скважин малых диаметров//Сборник докладов VIII Международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р Кубачека». Екатеринбург: УГГУ, 2010. С. 271-274.

Подписано в печать 22.11.2010 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать на ризографе. Печ. л. 1,0 Тираж 100. Заказ 2.52.

Издательство VI1У Отпечатано с оригинал-макета в Лаборатории множительной техники издательства УГТУ 620144, г. Екатеринбург, ГСП, ул. Куйбышева, 30 Уральский государственный горный университет

ВВЕДЕНИЕ

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И КОНСТРУКТИВНЫЙ АНАЛИЗ ОД

1.1. Постановка задачи

1.2. Обзор конструкций шарошечных долот

1.2.1. Шарошечные долота

1.2.2. Общие сведения о первых ОД

1.2.3. Вооружение шарошки

1.2.4. Системы промывки ОД

1.2.5. Особенности процесса бурения ОД

2. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ОД 36 2.1. Анализ результатов отработки ОД

2.2. Анализ взаимодействия промывочной жидкости в системе долото -забой скважины

2.3. Гидравлические сопротивления при спуско-подъемных операциях ^ ^ одношарошечных долот

3. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ РАБОТЫ ОД

3.1. Общие сведения о работе ОД

3.2. Определение кинематических характеристик ОД

3.3. Определение траектории движения зубка ОД

3.4. Определение положения режущей поверхности зубка во время его ^ перемещения по своей траектории

3.5. Определение динамических характеристик ОД

4. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ, НАПРАВЛЕННЫХ НА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ БУРОВОГО ОД

4.1. Обоснование изменения угла наклона цапфы

4.2. Обоснование рациональной схема размещения вооружения ОД

4.3. Совершенствование системы промывки ОД 99 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 109 Список литературы 110 ПРИЛОЖЕНИЕ П

Актуальность темы.

Буровые шарошечные долота - основной инструмент, с помощью которого осуществляется разрушение породы и ведется строительство скважин в горной промышленности, в геологоразведке, а также при бурение скважин в нефтяной и газовой промышленности.

Процесс углубления скважин в горных породах связан с необходимостью применения эффективных породоразрушающих долот. Усложнение условий бурения определяется повышением глубины залегания природных энергоресурсов (руда, уголь, нефть, газ) и усложнением горногеологических условий (высокая прочность, неоднородность, слоистость и т.д. горных пород).

Бурение горизонтов, сложенных твердыми породами, является наиболее трудоемким процессом, требующим большого расхода долот и определяющим общий ресурс времени для бурения скважин в целом.

Кроме того, все больше стали применять скважины сложных профилей, в том числе с проводкой' наклонно-направленных и горизонтальных участков стволов, поэтому к эффективным конструкциям породоразрушающих элементов в настоящее время интерес существенно возрос.

При бурении в породах от средней прочности до очень крепких абразивных до 70% отказов долот происходит из-за выхода из строя части породоразрушающих зубков и разрушения корпусов шарошек.

Повышение долговечности вооружения буровых долот зависит от целого комплекса конструктивных и технологических факторов, влияющих на стойкость и надежность работы, зубков и шарошек в целом. Улучшение какого-то одного фактора способно лишь частично повысить ресурс работы долота, поэтому повышение эффективности его работы возможно только с одновременным проведением комплекса взаимосвязанных исследований.

Среди опорных долот наиболее часто применяют трехшарошечные долота. Причем чем больше глубина скважины, тем в большей степени применяются долота опорного типа - чаще всего трехшарошечные. Однако с уменьшением диаметров долот - трехшарошечные долота все больше становятся проблемными, так как они имеют слабую опору шарошки и поэтому их ресурс снижается.

Более мощные по опоре одношарошечные долота (ОД) применяются совсем в небольших объемах. Это связано с тем, что механизм бурения этими долотами не достаточно изучен — с одной стороны, а с другой — существует очень сильный консерватизм в производстве строительства скважин и в производстве самих долот, связанный с необходимостью осуществления перемен как в технологии производства долот, так и в технологиях проводки скважин. Многолетние1 работы в области конструирования! шарошечных долот не привели к созданию принципиально новых моделей, которые вошли бы в серийное производство.

Таким образом, проблема повышения эффективности бурового одношаро-шечного долота является актуальной для горной, нефтяной и газовой промышленности и геологоразведки.

Цель работы. Повышение эффективности бурового одношарошечного долота за счет выбора рациональных параметров и совершенствования конструкции на основе математической модели рабочего процесса.

Идея работы-заключается в обосновании рациональных параметров элементов конструкции одношарошечного долота на основе исследования кинематических и динамических характеристик долота с учетом практического опыта производственной отработки'долот для повышения эффективности одношаро-шечных долот.

Объект исследований: буровое одношарошечное долото.

Задачи исследования:

- аналитическая оценка и обобщение результатов теоретических, экспериментальных исследований и технических разработок в области модернизации конструкторских решений при разработке шарошечных долот;

- анализ износа элементов конструкции опорных поверхностей и вооружения ОД'и проблем разрушения ими горных пород;

-исследование кинематики работы долота, расчет движения зубков шарошки долота, определение оптимального размещения зубков на шарошке;

- исследование динамики ОД, характера изменения нагрузок на зубки различных венцов шарошки ОД при взаимодействии их с породой;

- исследование процессов промывки забоя скважины и гидравлических характеристик ОД для определения рациональных способов подачи жидкости на забой;

- разработка и изготовление эффективного ОД.

Научные положения, выносимые на защиту:

- повышение степени использования вооружения долота обеспечивается равномерным разрушением сферического по форме забоя применением усеченной шарошки и изменением угла наклона цапфы долота;

- исключение преждевременного износа и слома зубков вершинной части шарошки обеспечивается распределением зубков у основания с меньшей плотностью и их разворотом режущей поверхностью в сторону вращения долота;

- математическая модель кинематики и динамики работы вооружения позволяет оптимизировать энергозатраты на разрушение забоя по критерию совершенной работы.

- выполнение дополнительного промывочного канала способствует улучшению очистки забоя от шлама и снижает гидравлическое давление на стенки скважины во время спускоподъемных операций;

Предмет исследований: обоснование конструкционных и режимных параметров ОД.

Научная новизна результатов исследований.

1. Теоретически обоснован порядок распределения зубков на шарошке и направлений их режущих поверхностей.

2. Предложен способ равномерного перераспределения нагрузки на все зубки шарошки ОД.

3. Разработана математическая модель кинематики и динамики работы вооружения ОД при разрушении горных пород.

Практическая значимость работы: Разработана методика определения кинематических и динамических характеристик одношарошечного долота. Решена задача эффективной очистки забоя от шлама и исключен эффект «поршневания» при спускоподъемных операциях. На основе этой методики разработана и передана на специализированное долотное предприятие ООО «Опытный завод технических средств бурения на газ» (г. Нижние Серги) нормативная документация на изготовление модифицированной конструкции одношарошеч-ного долота с рациональным координированным расположением вооружения по сфере шарошки, снижающая износ вооружения и увеличивающая ресурс работы долота (проходки, рейсовой и механической скорости бурения), а также с усовершенствованной системой промывки долота.

Разработанные методологические решения явились основой совершенствования элементов породоразрушающего инструмента и повышения надёжности работы шарошечного долота по среднему ресурсу на 40 %.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций определяется применением современных методов численного моделирования, адекватностью математических моделей и подтверждается результатами отработки новых долот в стендовых и промысловых условиях. Погрешность при сравнении результатов экспериментальных исследований долот с новыми конструктивными элементами с соответствующими аналитическими расчетами не превышает 5 % для основных суммарных нагрузочных характеристик всего долота.

Методы^ научных исследований. Системный анализ и научное обобщение результатов теоретических исследований, применение современных методов численного моделирования, изучения особенностей износа и разрушения зубков по данным бурения скважин.

Личный вклад автора заключается в постановке и реализации цели и задач исследований, сборе и обобщении материалов, построении математических и компьютерных моделей, составлении проектной и конструкторской документации, а также организации, проведении и анализе результатов всего комплекса экспериментальных исследований.

Реалнзация^выводов и рекомендаций работы. Результаты исследований использованы при разработке конструкций новых эффективных ОД, подготовке технологии их производства на специализированном долотном предприятии

ООО «Опытный завод технических средств бурения на газ» (г. Нижние Серги), при составлении и реализации программ отработки долот в производственных условиях.

Апробация работы: результаты и основные положения диссертационной работы докладывались: на XIV Международном научном симпозиуме им. академика М.А.Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск 2010 г.), на Международной конференции «East meets West 2010. SPE» (г. Краков, Польша 2010 г.), на IV Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии для ТЭК Западной Сибири» (г. Тюмень 2010 г.), на научно-технической конференции «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности»: Чтения памяти В.Р. Кубачека (г. Екатеринбург 2010 г.).

Публикации: по теме диссертации опубликовано 7 научных статей, в том числе 2 в ведущих рецензируемых научных журналах.

Объем и структура работы: диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, изложенных на 84 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка, 8 таблиц, библиографический список из 101 наименования.

Основные выводы, научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Выполнены теоретические исследования особенностей разрушения забоя скважин зубками ОД на основе разработанной и научно-обоснованной методики определения кинематических и динамических характеристик ОД, заключающихся в численном моделировании нагрузочных характеристик вооружения долота.

2. Выявлены участки у вершины шарошки, где зубки наиболее перегружены и предложены способы перераспределения нагрузки на другие зубки шарошки путем изменения формы шарошки и применения зубков различного типа.

3. Показано, что режим разрушения сферического по форме забоя, ОД при наклоне цапфы под углом, близким к 45°, более эффективен, чем у ОД с углом наклона цапфы 30°. Когда достигается режим максимальной проходки на долото, эффективность составляет 50 - 90 %.

4. Разработана новая конструкции ОД с равномерным расположением зубков на поверхности шарошки и существенным улучшением системы промывки.

5. Положения, разработки, нормативная документация и научно-практические рекомендации внедрены на «Опытном заводе технических средств бурения на газ». Результатом явилось снижение трудоемкости изготовления на 40%, а экономический эффект составляет 3 тыс. руб. на изготовление одного долота.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано новое решение актуальной научно-практической задачи по совершенствованию конструкций одношарошечных долот для бурения скважин.

1. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Пашков А.Н., Рубарх В.М. Долговечность буровых долот. М., Недра, 1977. 256 С.

2. Карнаухов JI.A., Карнаухов M.JI. Резервы одношарошечных долот. ТГНГУ. 2005. 274 С.

3. Бабичев A.A. Исследование работы одношарошечного долота. Труды МИНХиГП, 1972. 72 С.

4. Булатов В.В. Механика разрушения горных пород при сверхглубоком бурении. Наука, СО АН СССР, 1966. Новосибирск, С. 223.

5. Зубарев A.B. и др. Основные результаты опытно — конструкторских работ по эффективности одношарошечных долот. Труды СевКавНИПИнефть, вып. 14, Грозный, 1976, С. 43-57.

6. Зубарев A.B. и др. Одношарошечные долота. М, Недра, 1971. 176 С.

7. Стеклянов Б.Л. К вопросу оптимизации одношарошечного долота. Изв. АН УзССР, сер. Технические науки, №4, 1982. С. 49-51.

8. Калинин А.Г., Левицкий А.З., Никитин Б.А., Технология бурения разведочных скважин на нефть и газ: Учеб. для вузов. М.: Недра 1998. - 439 С.

9. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. "Технология бурения нефтяных и газовых скважин", 2001. 238 С.

10. Булатов А.И., Проселков Ю.М., Шаманов С.А., Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин: Учеб, для вузов. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2003. - 1007 С.

11. Булатов В.В. О повышении эффективности долот при турбинном бурении./Булатов В.В., Карнаухов Я.АЛ Нефтяное хозяйство. 1963. -№12. - С.1-5.

12. Булатов В.В. Разрушение горных пород при бурении сверхглубоких скважин. Грозный.: Чечено-Ингушское книжное издательство, 1964. - 150 С.

13. SU A.c.№ 1469081A1 E21B 10/18. Одношарошечное долото./Зубарев A.B., Саркисьянц T.X., Барыльник В.Н., Матвеев Г.И., Баталов С.П., Логинов

14. A.A., Торгашов А.В, Бородулин А.Б., опубл. Б.И.1989. №12

15. Патент США №2025248. Вооружение для бурового долота./ Зублин Д.А. опубл. в 1935.

16. SU А.с.№250064, Е21В 10/18. Одношарошечное долото/ Дуда З.Н. и др. опубл. Б.И. 1977.-№6.

17. Карнаухов JI.A. Протекторная защита буровых долот/ Карнаухов JI.A., Карнаухов M.JI// Обз. информ. Сер. Бурение. -М.:ВНИИОЭНГ, 1985. 36 С.

18. Совершенствование системы промывки одношарошечного долота./

19. B.Ф. Бочарников, А.Е. Анашкина, M.JI. Карнаухов // Проблемы совершенствования технологий строительства скважин и подготовки кадров для ЗападноСибирского нефтегазодобывающего комплекса: Материалы. Всерос. науч.-техн. конф. Тюмень: ТюмГНГУ. 2000. - С. 93.

20. Долгушин В.В., Кулябин Г.А., Хлус A.A. Моделирование работы долота на разрушаемом забое. Известия вузов. Нефть и газ. 2008.№ 2. С. 23-29.

21. Хлус A.A., Симисинов Д.И., Карнаухов M.JI. Совершенствование конструкций шарошечных долот для бурения глубоких скважин. Известия вузов. Горный журнал. 2010.- № 4. С.81-84.

22. Карнаухов M.JI., Хлус A.A., Анашкина А.Е. Расчет положения мгновенной оси вращения шарошки./Сборник трудов кафедры РЭГМ/ ТюмГНГУ 2009.-С. 156-160.

23. Карнаухов M.JI., Хлус A.A., Анашкина А.Е. Система промывки в од-ношарошечных долотах. /Сборник трудов кафедры РЭГМ/ ТюмГНГУ 2009.-С. 149-155.

24. Анашкина А.Е., Хлус A.A. Породоразрушающие зубки одношарошеч-ных долот /Сборник трудов кафедры РЭГМ/ ТюмГНГУ 2009.-С. 133-139.

25. Ханнаков Р.П. Эффективность применения алмазных и одношарошеч-ных долот на Ставрополье/ Ханнаков Р.П., Поляков В.Б., Калустов Г.Д. // Обз. информ. Сер. Бурение. -М.:ВНИИОЭНГ, 1968. Вып.6. С.16-17.

26. Применение одношарошечных долот усовершенствованных конструкций. Абрамсон М.А. и др. // РНТС « Бурение». М.:ВНИИОЭНГ,1982. - №18. -36 С.

27. Симонов В.В. Кинематика одношарошечного долота со сферической шарошкой./Симонов В.В., Армянинов Г.Ф., Бревдо Г.Д., Наумова Л.Г.// Нефтяное хозяйство, 1966. №12.- С.15-20.

28. Виноградов В.Н., Г.М. Сорокин, А.Н. Пашков, Рубарх В.М. Долговечность буровых долот. М.: Недра, 1977. - 256 С.

29. Бадалов P.A. О кинематическом анализе движения одношарошечного долота со сферической шарошкой/ Бадалов P.A., Насибов H.A.// «Азерб. нефт. хоз-во». 1969. - №3. - С. 18-21.

30. Симисинов И.Л., Симисинов Д.И. Одношарошечные долота новой серии и перспективы их применения / Изв. вузов. Горный журнал. 2002. - 5. С. 62-64.

31. Хлус A.A., Симисинов Д.И., Анашкина А.Е., Повышение ресурса од-ношарошечных долот для бурения скважин малых диаметров. Сборник докладов VIII международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р Кубачека». 2010. С. 271-274.

32. Армянинов Г.Ф. О крутящем моменте и кинематике одношарошечного долота со сферической шарошкой/ Армянинов Г.Ф., Симонов Б.Л.// Тр. МИНХ иГП.,М.- 1968. Вып.81. С.101-106.

33. Грачев К.В. К вопросу определения траекторий движения зубьев одношарошечного долота/ Грачев К.В., Герасименко А.И. //Изв.вузов. Нефть и газ, 1969. -№12.-С.10-12.

34. Герасименко А.И. Методика и результаты стендовых испытаний одно-шарошечных штыревых долот типа 7В140Т// Тр. • МИНХ и ГП., М.- 1971. -Вып.93. С. 54-61.

35. Зубарев A.B. Влияние высоты вылета зубьев на эффективность разрушения горных пород одношарошечными долотами./ Зубарев A.B., Булавинцев А.Н. // РНТС « Бурение». М.:ВНИИОЭНГ,1969. - №6. - С.3-5

36. Виноградов В.Н. Установка для испытания на абразивное изнашивание штырей одношарошечных долот/ Тр. МИНХ и ГЛ., М.- 1972. Вып.93. - С. 142145.

37. Виноградов В.Н. Характер износа вооружения одношарошечных долот/ Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Грачев К.В., Герасименко Г.М. // РНТС « Бурение».-М.:ВНИИОЭНГ, 1969. №6. - С. 15-18.

38. Измайлов J1.B. Методы повышения долговечности обсадных колонн. -М.: Недра, 1984.-184 С.

39. Стеклянов Б.Л. Создание и отработка долот с улучшенными характеристиками./ Стеклянов Б.Д., Биланенко H.A., Колотаева Е.Г., Торгашов A.B., Баталов С.П. // РНТС « Бурение». М.:ВНИИОЭНГ,1981. - №9. - С.4-5

40. Карнаухов JI.A. Двухслойное протекторное покрытие вооружения одношарошечных долот.// РНТС « Бурение». М.:ВНИИОЭНГ,1977. - №9. -С.12-14

41. Стеклянов Б.Л. Алгоритм автоматизированного поиска рациональной геометрии одношарошечного долота./ Стеклянов Б.Л., Колотаева Е.Г.// Изв. АН УзАССР, сер.техн.наук, 1984. №2. - С.55-61.

42. Мансуров А.П., Гараев А.И. Определение времени эффективной работы долота шарошечного типа на забое.// «Азерб. нефт. хоз-во». 1980. - №2. -, С.26-28.

43. SU А.с.№ 1234569А1 Е21В 10/18. Одношарошечное долото./Карнаухов Л.А. опубл. в Б.И 1986. - №20

44. SU А.С.№1219775, Е21В 10/08. Одношарошечное долото./ Карнаухов Л.А. опубл. в Б.и. 1986. №20

45. Григулецкий В.Г., Лукьянов В.Т. Проектирование компоновок нижней части бурильной колонны. — М. Недра, 1990. — 302 С.

46. Калинин А.Г., Никитин Б.А., Солодкий K.M., Султанов Б.З. Бурение наклонных и горизонтальных скважин. М.: Недра 1997. — 648 С.

47. Левинсон JIM., Акбулатов Т.О., Акчурин Х.И. Управление процессом искривления скважин: Учеб. пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2000 — 88 С.

48. Мамедов Ф.А. Теория и практика бурения наклонных скважин. — Баку: Изд-во АзИНЕФТЕХИМ, 1981. 97 С.

49. Гилязов P.M., Рамазанов Г.С., Янтурин P.A. Технология строительства скважин с боковыми стволами. Уфа: Монография, 2002. - 290 С.

50. Беляев В.М., Калинин А.Г., Солодкий K.M. и др. Расчет компоновок нижней части бурильной колонны. — М.:Недра, 1977. — 192 С.

51. Игнатиади А.И. Методика прогнозирования механической скорости проходки при бурении шарошечными долотами/ Игнатиади А.И., Бицута В.К., Колесников H.A. //Изв.вузов. Нефть и газ, 1975. №10. - С.21-26.

52. Некрасов A.M. Ударные нагрузки на долото и стенки при спуске бурового инструмента//Нефтяное хозяйство, 1972. №6. - С.14-17

53. Composit catalog of oil field equipment and services. Agulf Publication, 1962-1963.-p.5384

54. Composit catalog of oil field equipment and services. Agulf Publication, 1976-1977. -p.4800

55. Composit catalog of oil field equipment and services. Agulf Publication, 1988-1989. p.5584

56. Григорян H.A., Багиров P.E. Анализ процессов турбинного бурения. -М.: Недра. 1982.-203 С.

57. Стеклянов Б.Л. Испытание опытной партии долот, созданных с использованием аналитических моделей.// РНТС « Бурение». М.:ВНИИОЭНГ. 1983. - №5. - С. 5-6

58. Симисинов И.Л., Порунов Н.П., Лейцингер М.А. Краткая методика расчета и конструирования шарошечных долот для системы автоматического проектирования. Верхние Серги: ЗапСиббурНИПИ, Верхнесергинский отдел буровых долот, 1989 - 59 С.

59. РД 39-0148052-525-86. Инструкция по эксплуатации шарошечных долот при бурении эксплутационных разведочных и других скважин на углеводородном сырье. М.: ВНИИБТ НПО «Бурение», 1987.

60. Булатов А.И. Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению в 4 кн. Кн.З. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра. 1995. - 320 С.

61. Ганджумян P.A., Калинин А.Г., Никитин Б.А. Инженерные расчеты в бурении глубоких скважин. М.: Недра. 2000. - 560 С.

62. Калинин Б.Г. Никитин Б.А., Солодкий K.M., Султанов Б.З. Бурение наклонных и горизонтальных скважин — М.: Недра. 1997. — 647 С.

63. Буровой инструмент для геологоразведочных скважин/ Под ред. Н.И. Корнилова. М.: Недра. 1989. - 480 С.

64. Косяк А.Ю. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. М.: Недра. 2000. - 240 С.

65. Патент США №2013839 Шарошечное буровое долото. Пикин P.O.// №651912 1935.

66. Мошкин A.C., Владиславов Ю.Е., Комм Э.Л. Шарошечные долота. М.: Недра, 1971.-215 С.

67. Масленников И.К., Матвеев Г.И. Инструмент для бурения скважин. -М.: Недра, 1981.

68. Бикчурин Т.Н., Ибатуллин Р.Х., Козлов Ф.А., Мурадов М.П. Пути повышения эффективности долот в турбинном бурении/ Бикчурин Т.Н.,Ибатуллин Р.Х., Козлов Ф.А., Мурадов М.П. // Нефтяное хозяйство, 1965. -№8. С. 24-37.

69. Султанов Б.З., Ишемгужин Е.И., Шамассов Н.Х., Сорокин В.Н. Работа бурильной колонны в скважине. М.: Недра, 1973. - 213 С.

70. Иоаннесян Ю.Р. К вопросу увеличения эффективности турбинного метода бурения скважин.: Дис.докт.техн.наук: 05.15.10 1963. -155 С.

71. Панов Б.Д., Бакулин В.Г. Совершенствование техники и технологии отбора керна при бурении глубоких скважин. М.: Недра, 1969. - 170 С.

72. Боярских Г. А., Симисинов Д.И. Ретроспективный анализ исследований и предпосылки обеспечения надежности бурового инструмента / Изв. вузов. Горный журнал. 2009. - 7. С. 34-39.

73. Спивак А.И. Попов А.Н. Разрушение горных пород при бурении. М.: Недра, 1994. - 261 С.

74. Шарошечные долота и бурильные головки. Каталог. ПО Куйбышев-нефтемаш. М.: ЦИНТИХимНефтемаш, 1987. - 88 С.

75. Каталог нефтепромыслового оборудования АО «Волгобурмаш». Finland: WS OY, 1996. - 46 С.

76. Каталог горнодобывающего и нефтепромыслового оборудования ОАО «Волгобурмаш». London: Caspain Communications Ltd, 1998. - 62 С.

77. Калинин А.Г., Ошкордин О.В., Соловьев Н.В., Питерский В.М. Разведочное бурение. -М.: Недра, 2000. — 480 С.

78. Зорин А.Н., Халимендик Ю.М. Колесников В.Г. Механика разрушения горного массива и использование его энергии при добыче полезных ископаемых. М.: Недра, 2001. 164 С.

79. Катанов Б.А., Сафохин М.С. Режущий буровой инструмент. Расчет и проектирование. М.: Машиностроение, 1976. - 168 С.

80. Жидовцев H.A., Кершенбаум В.А. Долговечность шарошечных долот. — М.: Недра, 1992. 256 С.

81. Травкин B.C. Породоразрушающий инструмент для вращательного бескернового бурения скважин. М.: Недра, 1982. - 190 С.

82. Масленников И. К. и др. Технологические особенности и назначение шарошечных долот, применяемых для бурения нефтяных и газовых скважин в США//Обзор заруб, лит-ры. М.: ВНИИОЭНГ, 1974. - 134 С.

83. Масленников И.К. Буровой инструмент // Справочник. — М.: Недра, 1989.- 430 С.

84. Анашкина А.Е., Бочарников В.Ф. О классификации породоразрушаю-щего инструмента./Юсвоение месторождений трудноизвлекаемых и высоковязких нефтей: Тезисы докл. конф. «Роснефть-Термнефть», 2000, С.279-284.

85. Брентли Д.Е. Справочник по вращательному бурению. М.: Недра, 1964. - 583 С.

86. Полячек И.Л. Долота Зублина.// «Азерб. нефт. хоз-во». — 1934. № 4. -С. 148-152.

87. Булатов В.В., Карнаухов Л.А. О повышении эффективности долот при турбинном бурении.// Нефтяное хозяйство. 1963. -№12. - С.1-5.

88. Войтович А.Ф., Дверий В.П. Применение одношарошечных долот в турбинном бурении. // Обз. информ. Сер. Бурение. — М.:ВНИИОЭЕСГ, 1969. Вып.10. С.18-19.

89. Абдулаев P.A. и др. Рациональные типы долот для площадей поискового бурения Кафирниганской ГРП. В сб.: Совершенствование буровых работ.// Тр. САИГГИМС., Ташкент. 1980. Вып.5. - С.7-12.

90. Симонов Б.Л., Армянинов Г.Ф. О крутящем моменте, необходимом для вращения серийного одношарошечного долота.// Тр. МИНХ и ГП., М.- 1968. Вып.81. С.93-100.

91. Анашкина А.Е., Бочарников В.Ф., Карнаухов М.Л. Кинематика одношарошечного долота/ А.Е. Анашкина, // Изв. вузов. Нефть и газ, 2000, №6, С.72-75.

92. Лунев Л.А., Кирюшкин А.П. Сравнение кинематической эффективности применения одношарошечных и алмазных долот на Ставрополье. // Обз. информ. Сер. Бурение. М.:ВНИИОЭНГ, 1970. - Вып. 12. - С.3-6.

93. Герасименко А.И. Определение нормальных усилий на зубки одношарошечного долота// Машины и нефтяное оборудование, 1971. Вып.1. - С.21-24.

94. Саркисов B.C. Повышение долговечности одношарошечных долот/ Саркисов B.C., Зубарев A.B. В сб.: Техника и технология бурения глубокихскважин Северного Кавказа.// Тр. СевКавНИПИнефти, Грозный, 1974. №37. -С.37-42.

95. Бочарников В.Ф., Нагрузки на вооружение одношарошечного долота./ В.Ф. Бочарников, А.Е. Анашкина, M.JI. Карнаухов // Изв. вузов. Нефть и газ, -Тюмень, ТюмГНГУ, 2000, №5, - С. 112-117.

96. Базильский C.B. Способы повышения срока службы породоразрушаю-щего инструмента./ Базильский C.B., Еремизин И.Ф., Давыдов И.Ф.//Техника и технология геолого-разведочных работ (ВИЭМС), М., 1989, 35 С.

97. Петерсон Р. Коэффициенты концентрации напряжений (пер. с англ.) -М.: Мир, 1977.-302 С.

98. Калинин А.Г., Левицкий А.З., Никитин Б.А. Технология бурения разведочных скважин на нефть и газ: Учеб. для вузов. М.: Недра 1998. - 439 С.

99. Карнаухов М.Л., Рязанцев Н.Ф. Справочник по испытанию скважин. -М: Недра, 1984.